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阿尔弗雷德·诺贝尔与生日悖论

 星光闪亮图书馆 2017-06-25

If I have a thousand ideas and only one turns out to be good, I am satisfied.

——Alfred Nobel


他是化学家、工程师、发明家、军工装备制造商和炸药的发明者。


他也是诺贝尔奖的发起者。


他就是阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel, 1833.10.21-1896.12.10)。


今天是他的183岁诞辰。



(? http://www./alfred_nobel/)


我是世界的公民,应为人类而生。

——诺贝尔


他留给这个世界的太多,不仅仅是知识和精神,还有丰富的遗产以奖励那些对社会做出卓越贡献,或做出杰出研究、发明以及实验的人士。


今天,借着诺贝尔的诞辰我们来了解一下“生日悖论”。


假设在诺贝尔的钢铁厂有23个人,包括诺贝尔在内。现在,我的问题是,在这23个人当中,至少有两个人是同一天过生日的概率有多大,是10%,30%,还是50%?(为了解决这个问题,我们忽略掉2月29日这一天。)


在告诉你答案之前,我们先上个蛋糕:




答案是:在23个人当中出现相同生日的概率大于50%。


大多数人会认为,23人中有2人生日相同的概率应该远远小于50%。而对于57或者更多的人,这个概率高达到99%。这个数学事实与一般直觉相抵触,因此该问题被称为“生日悖论(Birthday Paradox)”。如果仅从逻辑矛盾的角度来说,生日悖论并不是一个严格的悖论。


还要记住一个事实,当人数达到366人的时候,在统计意义上肯定会有两个人是同一天生日的,因为只有365个可能的生日。


现在我们来简单解释这怎么可能。我们首先要计算逆概率,即这23个人中没有人是同一天生日的概率。想要直接找出至少有两个人生日的概率是很困难的。而先找出没有人是同一天生日的概率要简单的多的多。


两个人不是同一天生日的概率是:



三个人不是同一天生日的概率是:



四个人不是同一天生日的概率是:



23个人不是同一天生日的概率是:



这是什么意思?这就意味着如果没有人是同一天生日的概率是49.3%,那么就有50.7%的概率至少有两个人是同一天生日


如果用曲线表示这个概率的话会是这样:




在上图中,横轴代表人数,纵轴代表两个人同一天生日的概率。图中清晰的标出了23个人中有两人同一天生日的概率,而当人数达到57个人的时候,这个概率就达到了99%!


这样的一个趋势是不是跟你想象中的不一样?这边有一点需要注意的是,上述的情况是所有人都是随机挑选出来的。为了帮助你理清思路,现在我们改一下问题:在这23个人当中,与诺贝尔同一天生日的概率有多大?在这个情况下概率就有低的多了,如下图蓝色q(n)所表示的曲线。这个平缓的增长曲线是不是你一开始所期待的?




不知道阅读过这篇文章的读者,有多少人跟诺贝尔同一天生日呢?



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